35kV/10kV变电所初步设计毕业论文_精品文档.doc
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辽宁工业大学
建筑供电与照明课程设计(论文)
题目:
35kV/10kV变电所初步设计
院(系):
软件学院
专业班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
起止时间:
2011-11-21至2011-12-2
专科生课程设计(论文)
课程设计(论文)任务及评语
院(系):
软件学院教研室:
电气
学号
学生姓名
专业班级
课程设计(论文)题目
35KV/10KV变电所初步设计
课程设计(论文)任务
1)负荷计算
2)无功补偿方案确定
3)变压器台数及容量的确定
4)根据电源及负荷情况确定主接线方案
5)短路计算
6)电气设备选择与校验
7)继电保护和自动装置的规划设计
8)防雷与接地设计
9)绘制相关图纸
指导教师评语及成绩
平时考核:
设计质量:
答辩:
总成绩:
指导教师签字:
年月日
注:
成绩:
平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算
摘要
电能是发展国民经济的基础,是一种无形的、不能大量储存的二次能源。
电能的发、变、送、配和用电,几乎是在同一瞬间完成的,须随时保持功率平衡。
要满足国民经济发展的要求,电力工业必须超前发展,这是世界电力工业发展规律,因此,做好电力规划,加强电网建设,就尤为重要。
电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。
这些变电所按电压等级可分为中压变电所(60千伏及以下)、高压变电所(110~220千伏)、超高压变电所(330~765千伏)和特高压变电所(1000千伏及以上)。
按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。
关键词:
变电所电压调整电变电所配电变电所
课程设计目的与要求
1.课程设计目的
本毕业设计课题主要综合训练学生运用供配电技术、高低压电器技术、建筑电气等专业知识,完成35kV/10kV变电所的扩大初步设计,力求做到技术先进、经济合理、安全可靠。
培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力;培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
2课程设计的预备知识
熟悉供配电技术、高低压电器技术等课程的相关知识。
3课程设计要求
按课程设计指导书提供的课题,根据下表给出的基本要求及参数独立完成设计,课程设计说明书应包括以下内容:
1)文中的要语言简练通顺,图表规范正确
2)文中的图形和符号尽量采用IEE标准
3)课程设计论文在4000字左右
4)课程设计论文内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实
5)课程设计论文应按学院的统一要求格式打印装订成册
设计技术参数
工作量
工作计划
1、两路35KV电源,架空线引进。
2、10KV出口线路共14回,采用架空线或电缆由设计者决定。
具体参数和要求见原始资料。
1负荷计算。
2无功补偿方案确定。
3变压器台数及容量的确定。
4根据电源及负荷情况确定主接线方案
5短路计算。
6电气设备选择与校验
7继电保护规划设计
8自动装置的规划设计
9防雷与接地设计
10绘制电路图。
第一周:
周一:
收集资料。
周二:
负荷计算
周三:
无功补偿方案确定。
周四:
变压器台数及容量的确定。
周五:
确定主接线方案
第二周:
周一:
短路计算
周二:
电气设备选择与校验
周三:
继电保护规划设计。
周四:
防雷与接地设计
周五:
总结并撰写说明书。
目录
第1章绪论 1
1.1供配电技术概况 1
1.2本文设计内容 2
第2章负荷计算及无功补偿 3
2.1原始资料 3
2.2负荷计算 3
2.3无功补偿 4
2.4变压器台数及容量选择 5
2.4.1变压器台数选择 5
2.4.2变压器容量确定 5
第3章导线及电气设备选择 7
第4章继电保护规划设计 11
第5章防雷保护设计 13
第6章课程设计总结 16
参考文献 17
第1章绪论
1.1供配电技术概况
据《中国电力报》日前报道,未来五年,国家电网发展的重点是在特高压试验示范工程的基础上,加快特高压电网建设,提高跨区输电能力。
此前,国家电网公司负责人也指出,加快建设以特高压电网为核心的坚强国家电网,将成为国家电网公司“十一五”发展期间的重点。
“特高压电网”,是指1000千伏的交流或±800千伏的直流电网。
目前,中国超高输电线路以220千伏、330千伏、500千伏交流输电和500千伏直流输电线路为骨干网架。
全国已经形成5个区域电网和南方电网。
“特高压电网”在国家电网公司2005年工作会议上已经被作为战略构想提出,即建设“跨区域、大容量、远距离、低损耗的特高压骨干网架”。
国家电网公司已经就建设以特高压为核心的坚强国家电网,形成了一个初步框架——以晋、陕、蒙、宁煤电基地和西南水电基地开发为前提,构建华中、华北同步的坚强核心电网。
国家电网公司规划中的特高压骨干网架,跨区域的输送能力将占到全国装机总容量的25%左右。
国家电网力推特高压的决心不言而喻,但各方反对的声音也一直不断。
从技术来看,国际大电网会议现在仍将特高压定为“待成熟技术”,目前,特高压输电技术在国际上也没有商业化运行的业绩。
此前,只有前苏联和日本建成过1000千伏的特高压交流输电线路。
但是,日本特高压线路建成后一直按500千伏降压运行。
前苏联解体后,俄罗斯的特高压线路也开始降压运行。
意大利兴建的特高压实验工程有两座联络变电所和20公里线路,但由于用电量未见增长,也未纳入商业运行线路。
同时,特高压电网在输电线路走廊的选择、杆塔结构、导线截面、分裂导线根数及分裂间距等方面,将涉及到电磁环境、可听噪声、无线电干扰等环保问题。
1.2本文设计内容
1、某企业为保证供电需求,要求设计一座35KV降压变电所,以10KV电缆给各车间供电,一次设计并建成。
2、距本变电所6Km处有一系统变电所,由该变电所用35KV双回路架空线路向待定设计的变电所供电,在最大运行方式下,待设计的变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。
3、待设计的变电所10KV无电源,考虑以后装设的组电容器,提高功率因素,故要求预留两个间隔。
4、设计本变电所的主电路,论证设计方案是最佳方案,选择主变压器的容量和台数;
5、设计本变电所的自用电路,选择自用变压器的容量和台数;
6、选择断路器和隔离开关;
7、负荷计算及无功补偿;
负荷计算及无功补偿
1.3原始资料
变电所10KV各用户负荷情况由下表给出。
用户名称
最大负荷(kw)
cosφ
回路数
附注
Tmax(h)
阳光机械厂
2000
0.8
2
有重要负荷
5000
农机厂
2000
0.8
2
有重要负荷
5000
电视机厂
2000
0.8
2
有重要负荷
5500
农电一号
1000
0.8
1
Ⅲ类负荷
4000
农电二号
1000
0.8
1
Ⅲ类负荷
4000
市区一号
1000
0.8
2
有重要负荷
4500
市区二号
2000
0.8
2
有重要负荷
4500
市区三号
2000
0.8
1
Ⅲ类负荷
4500
食品厂
1000
0.8
1
Ⅲ类负荷
5000
负荷的同时系数取0.9,有功负荷率取0.75;无功负荷率取0.8。
要求变电所的平均功率因数补偿到0.9以上。
1.4负荷计算
∑P=KPmax=0.8(P1+P2+….P9)=12000KW
Smax=k*(P1max/cosφ1+P2max/cosφ2+…..+P7max/cosφ7)=28754(KVA)
S单=Smax/(1-5%)×70%=19121.4
根据负荷情况初选变压器为两台,型号SFL7-25000/63变电所无功总负荷
∑Q=P1max·tg(arccos0.8)+P2max·tg(arccos0.8)+….+P9max·tg(arccos0.8)=(1968.02+1731.33+1452.97+1259.23+755.64+666.01+2561.58+2698.71+681.72)=13785.2(Kvar)
β∑Q=0.8×13785.2=11028.16(Kvar)
1.5无功补偿
⑴补偿前10KV负荷平均功率因数
cosΦ1=α∑P/[(α∑P)2+(β∑Q)2]1/2
=0.75×27494/√(0.75×27494)2+(0.8×13945.2)2=0.87
⑵补偿后的功率因数为:
cosΦ2=0.95
⑶需补偿的无功容量:
Qc=∑P*(tgΦ1-tgΦ2)=(0.526-0.329)×27494=7890.8(Kvar)
根据以上数据所选补偿电容器为RWF10.5-100-1型,数量72台。
⑷校验:
计算补偿后高压侧平均功率因数及变压器功率损耗:
空载损耗:
P0=32.5(KW),空载电流:
I0%=0.9%;
负载损耗:
Pk=117(KW)阻抗电压:
Uk%=9%;
△Pt=2*[△Po+△Pn(s/2Sn)]=2*[32.5+99*(27494*2/25000)]=124.9(Kw)
△Qt=2*[Io%/100*Sn+(Uk%/100)*Sn(S/2Sn)]=1810.7(kvar)
Pt=0.75*27494.1+124.9=20745.5
Qt=0.8*(11156.2-7890.8)+1810.7=4423.02
cosΦ2=α(P∑+△PT)/[α(P∑+△PT)]+[β(Q∑+△QT)-Qn]1/2
=0.978>0.9
1.6变压器台数及容量选择
1.6.1变压器台数选择
在变电站中,用来向电力系统或用户输送功率的变压器,称为主变压器。
《35~110KV变电所设计规范》规定,主变压器的台数和容量,应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。
在有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器,当技术经济比较合理时,可装设两台以上主变压器。
装有两台及以上主变压器的变电所,当断开一台时,其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷,并应保证用户的一、二级负荷。
主变压器台数和容量直接影响主接线的形式和配电装置的结构。
正确选择变压器的台数,对实现系统安全经济和合理供电具有重要意义。
目前一般的选择原则是:
一般用户装设1—2台变压器;为了提高供电可靠性,对于Ⅰ、Ⅱ级用户,可设置两台变压器,防止一台主变故障或检修时影响整个变电所的供电,所以本所选用两台主变,互为备用,当一台变压器故障检修时由另一台主变压器承担全部负荷的75%,保证了正常供电。
根据原始资料,本所主变压器配置两台。
1.6.2变压器容量确定
1、主变压器容量一般按变电所
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